徐 潔

西安海棠職業(yè)學院，陜西 西安 710038

1 人參概述

1.1 人參簡介

人參的根部非常大，外形和紡錘類似，表面有非常多的分支，與人類的四肢相似，所以被人們稱為“人參”。它是一種藥食同源的植物資源，具有強大的滋補效果，被人們稱為“百草之王”，是貂皮、鹿茸之外的聞名遐邇的“東北三寶”之一，是馳名中外、老幼皆知的名貴藥材?，F代技術研究表明，人參分離出30 多種皂苷、多糖，它們是人參生理活性的物質基礎。

1.2 人參的化學成分

1.2.1 人參皂苷成分

醫(yī)學和藥理的研究證明，人參的主要有效成分之一——人參皂苷，是人參根部主要的生理活性物質。我國的科技人員和技術人員現已從國產人參根中分離出Re、Rf、Rg2 等10 種人參皂苷[1]，并且從人參莖葉中分離出Rbl、Rd、Re 等14 種單體，從人參的果子中分離出Rb1、Rb2、Rc、Rd、Re 等8 種人參皂苷單體[2]。

1.2.2 人參多糖成分

人參含有的糖類成分主要是單糖、低聚糖和多糖，有一定生理活性的人參糖類成分為人參多糖。人參多糖主要含酸性雜多糖和葡萄糖[3]。這些人參多糖都含有一定量的多肽，這些人參糖肽為人參中天然存在的生物活性物質。

1.2.3 其他成分

人參中還含有大量可以揮發(fā)的油、多種氨基酸與微量元素、維生素和酶、人參皂苷、麥芽酚、腺苷等活性物質[4]。

2 酵素概述

2.1 酵素簡介

酵素是酶的另一個名字，它的很多性質和功能都和酶類似，它是由多種氨基酸組成的具有特殊生物活性的物質，又名植物綜合性酶。酵素分為狹義酵素和廣義酵素。狹義酵素單指酶，廣義酵素指酶和產酶微生物及其相關調節(jié)因子，主要強調微生態(tài)整體[5]。2016 年，中國微生物發(fā)酵產業(yè)協會制訂了酵素團體標準，規(guī)定酵素是以蔬菜、水果、中藥材等為原料，經微生物發(fā)酵制得的含有生物活性成分的產品。酵素發(fā)酵的過程非常復雜，包括微生物與微生物、微生物與底物、底物與底物之間的相互作用。微生物在發(fā)酵的同時也會增加一些新的功能，使酵素具有保健價值。

2.2 酵素的相關研究——酵素發(fā)現

在辭海中，酵素是酶的舊稱。酶本身是個近現代的概念，而“酵”的淵源較早，如北宋末年朱肱《北山酒經》中的“用酵四時不同，寒即多用，溫即減之”。可見，“酵”有酵母之意，故從字面上理解，酵素即酵母之要素。酶（enzyme）是德國科學家畢希納通過破碎酵母細胞最終確認的，故有存在于（en）酵母（zyme）中的要素之意。酵素是各種生化反應的催化劑，能通過降低反應的活化能加快反應速度，但不改變反應的平衡點，具有催化效率高、專一性強、作用條件溫和等特點。所以，酵素的保存需要考慮溫度和酸堿度，高溫和低溫都可能影響酵素的保存，破壞酵素的功能。

2.3 探究酵素對研究本課題的意義

隨著時代的進步，我們的生活水準在不斷提高的同時，我們的生活環(huán)境也在不斷被污染。一些報道稱，現在人類出現的很多非常奇怪的疾病，都是由于人們不良的生活習慣和較大的精神壓力引起的。國內外專家的研究表明，酵素在保護人類身體健康方面有很大的功效，可以預防多種疾病。因為酵素大多是由水果或者蔬菜發(fā)酵而成的，所以酵素被稱為天然無添加的物質，深受人們喜愛。

3 人參酵素的理化指標測定

3.1 人參酵素酸堿度測定

3.1.1 實驗材料與儀器

實驗材料：人參酵素，pH 試紙，玻璃棒，比色卡，表面皿，膠頭滴管，pH 計，燒杯，pH 6.68 的標準液，pH 4.00 的標準液，去離子水，濾紙，溫度計。

3.1.2 實驗方法

pH 試紙測定酸堿度范圍 取潔凈的玻璃棒沾取微量人參酵素，滴在pH 試紙上，觀察試紙的顏色變化。按照同樣的方法，用不同pH 范圍的試紙測定，觀察顏色的變化。然后將試紙的顏色對照比色卡，判斷人參酵素的pH 范圍。

pH 計測定人參酵素酸堿度 校準液A：pH 為6.86 的液體；校準液B：pH 為4.00 的液體。

第一步：測量校準液A 的溫度，看pH 上的溫度是否和溫度計上示數一樣，不一樣就進行溫度補償，將溫度調到一致。

第二步：測后要用提供的清洗液將電極浸入洗凈，使用濾紙將電極清潔，再蓋上蓋子。

第三步：在燒杯中倒入校準液A 4 mL，用于沖洗電極和燒杯。往燒杯中倒入15 mL 的校準液A，將電極浸入校準液A 中，若pH 計的示數不是已知溶液的pH，則進行調節(jié)，直到pH 一致并且保持穩(wěn)定。

第四步：測后要用提供的清洗液將電極浸入洗凈，再使用濾紙將電極清潔。測量校準液A 的溫度，然后看pH 上的溫度是否和溫度計上示數一樣，如果不一樣就進行溫度補償，將溫度調到一致。

第五步：在燒杯中倒入已知校準液B 4 mL，用于沖洗電極和燒杯。再往燒杯中倒入15 mL 的校準液B，將電極浸入校準液B 中，若pH 計的示數不是已知溶液的pH，則進行調節(jié)，直到pH 一致并且保持穩(wěn)定。

第六步：使用溫度計測定人參酵素的溫度，看pH 上的溫度是否和溫度計上示數一樣，如果不一樣就進行溫度補償，將溫度調節(jié)到一致。

第七步：最后將電極插入人參酵素中，讀取pH計上的示數，即為人參酵素的pH。

3.1.3 實驗結果與分析

使用pH 試紙測定人參酵素的酸堿度，通過比色卡對比，粗略估計人參酵素的pH 范圍在2.7～5.4之間，呈酸性。使用pH 計測定酵素的酸堿度結果為3.68。

3.2 人參酵素中的皂苷含量測定

3.2.1 實驗材料與儀器

實驗器材：燒杯，玻璃棒，量筒，一次性滴管，鐵架臺，100 mL 的容量瓶，稱量紙，標簽紙，具塞試管，移液槍，分液漏斗，燒瓶。

實驗試劑：人參酵素，香草醛，高氯酸，甲醇，酒精，正丁醇，乙醚，人參皂苷Re 標準品，冰醋酸。

3.2.2 實驗方法

實驗原理 用香草醛比色法測定人參酵素中的皂苷含量，為了使檢測的結果準確，我們要在香草醛中加入高氯酸。

溶液配制 2 mg/mL 人參皂苷溶液：準確稱量人參單體皂苷Re 10 mg，放入5 mL 的容量瓶里，加甲醇溶解并稀釋至刻度。

70% 乙醇：將無水乙醇與純水按7∶3 的體積比混合，按量調配。

5% 香草醛—冰醋酸溶液：用精密天平稱5 g 的香草醛粉末，然后用冰醋酸稀釋到100 mL。

水飽和的正丁醇，正丁醇飽和的水：在干凈的燒杯中依次加入蒸餾水和正丁醇，立即出現分層的現象。此時下層的是正丁醇飽和的水溶液，記作A 液，上層的是水飽和的正丁醇溶液，記作B 液。

實驗步驟 樣品溶液的制備：取人參酵素樣品10 mL，倒入燒瓶中。將燒杯放在旋轉蒸發(fā)器上，將水溫度調節(jié)在70℃，使酵素在燒瓶中揮發(fā)蒸干（注：旋轉蒸發(fā)器時的速度應盡量慢，以保證受熱均勻，旋轉蒸發(fā)器的蒸發(fā)速度很快）。蒸干后應先打開氣閥排氣，再取下燒瓶，加入5 mL 的A 液，將蒸干后的殘留物在超聲機里面超聲水浴使其溶解，數分鐘后，溶解完全，倒入容積100 mL 的燒杯中。用50 mL 的B 液對超聲后的溶液進行萃取操作，每次萃取30min，重復操作4 次，將4 次操作中分液漏斗的上層清液混合在一起，用B 液再進行一次萃取，一共進行5 次萃取。將5 次萃取后的液體混合在一起，一次性全部倒在旋轉蒸發(fā)器中揮發(fā)蒸掉，而后使用少量的甲醇先將蒸掉后的殘渣溶解，再加甲醇到容量瓶的10 mL 刻度處。

通過對人參皂苷Re 在波長400～700 nm 之間進行光譜掃描，確定它的最大吸收波長，找到光譜達到波峰時的波長為550 nm。

標準曲線繪制：取編號1～6 的6 支帶有塞子的潔凈玻璃試管，用移液槍精確吸取0 mL、0.02 mL、0.04 mL、0.06 mL、0.08 mL、0.1 mL 的質量濃度為2 mg/mL 人參皂苷溶液，依次加入6 支試管中。將6 只試管放在70℃的水浴中使液體揮發(fā)干凈，最后試管里剩下極少量的粉末。用流水使試管溫度降下來，冷卻后用移液槍向6 支試管中都加入0.2 mL 配制好的香草醛冰醋酸溶液、0.8 mL 的高氯酸，立刻機械搖勻，蓋上塞子，在60 ℃的恒溫水浴中水浴一刻鐘，馬上冷卻，再加入冰乙酸5.0 mL，機械搖勻后，用加入的試劑作為空白對照組，在分光光度計中測定吸光度。

3.2.3 實驗結果與分析

標準曲線繪制操作下測定的吸光度如表1。

表1 不同濃度人參皂苷Re 的吸光度

以人參皂苷的含量作為標準曲線的橫坐標，不同含量對應的吸光度作為標準曲線的縱坐標，畫出標準曲線（如圖1），得回歸方程：y=4.498 6x-0.003 8，R2=0.995。

圖1 人參皂苷Re 的標準曲線

樣品溶液穩(wěn)定性試驗取樣品溶液，進行比色，每間隔10 min 測定一次吸光度，測定30 min 內的吸光度（如表2）。

表2 樣品吸光度數據測定

相對標準差（SRSD）=準偏差人/計算結果的算術平均差×100%

平均值X=（0.895+0.920+0.934）÷3=0.916

標準偏差SD=[（0.920-0.895）+（0.934-0.920）]÷2=0.195

SRSD=0.019 5-0.916×100%=2.1%（n=3）

數據表明，實驗樣品溶液在實驗中具有穩(wěn)定性。

按“標準曲線繪制”下的操作來測定樣本溶液的吸光度，再把吸光度帶入人參皂苷的標準曲線測出來的回歸方程，算出相應的人參總皂苷含量。取穩(wěn)定性實驗中三次測定吸光度的平均數，查到其產生的皂苷含量為0.20 mg/mL。

本實驗是通過分光光度計進行測定的，先檢測出人參皂苷單體Re 的標準品和配置的樣品溶液在一定波長范圍內的最大吸收波長。配置不同含量的人參皂苷單體Re 的標準品，做出一條標準曲線，將人參皂苷Re 的含量作為標準曲線的橫坐標，所測定的吸光度作為標準曲線的縱坐標，回歸方程為y=4.498 6x-0.003 8，R2=0.995。再測樣品溶液的吸光度，本實驗共測了三次樣品溶液的吸光度，每隔10min 測一次，吸光度近似處于穩(wěn)定，取三次吸光度的平均值，帶入回歸方程，算出對應的皂苷含量x值。

4 結論

通過溫度補償和標準液校準，我們可以確定pH計測定的人參酵素的pH 是一個相對準確的值，且人參酵素的pH 為3.68，呈酸性。我們人體食用的酸性食品，可以疏通和軟化血管，也可以清潔殺菌，增強人體免疫力。

酵素是發(fā)酵的產物。經測定，人參酵素中存在較低的酒精度。所以在食用人參酵素時應謹慎，酒精過敏的人慎用。

本次實驗所得的人參皂苷Re 標準曲線較為精確，可以很好地表現不同含量的人參皂苷在550 nm處的吸光度的變化規(guī)律。每隔10 min 測定樣品溶液在550 nm 波長下的吸光度，顯示吸光度較為穩(wěn)定，所以實驗結果可靠，結果測得樣品中的人參酵素含量為0.2 mg/mL。